Futura odisea de una Spirulina en el espacio

a conquista del espacio es un sueño que se cumple sin problemas en el marco de la ciencia ficción, pero difícilmente en la realidad. No se trata sólo de ir allí donde parecen estar las estrellas, ciertamente mucho más alejadas, sino de independizarse de la Tierra: la "nave nodriza" de los astronautas.

Antaño en la finalmente ahogada Estación Mir y ahora en la Estación Espacial Internacional (ISS), sus inquilinos son capaces de purificar una parte del agua (se recicla el 45%) y atrapar el dióxido de carbono en cartuchos, pero dependen de transbordadores para la obtención de alimentos y la descarga de desechos. Es como si existiera un cordón umbilical invisible de 400 km entre la ISS y la "Madre Tierra". Suerte que la estación está aquí al lado, a cuatro horas de coche si se pudiera ir conduciendo.

Esta dependencia condiciona la distancia a la que pueden instalarse estaciones y, también, el tiempo de permanencia de los astronautas en el espacio. El reto es crear ecosistemas artificiales: sistemas en ciclo cerrado que cubran las necesidades vitales del ser humano, es decir, que renueven la atmósfera para que sea respirable y recuperen el agua para que sea bebible; pero también que produzcan alimentos y eliminen los residuos. Para ello se mimetizan las fases de un ecosistema natural: oxidación o mineralización de los residuos; y reducción de minerales, agua y dióxido de carbono para obtener materia orgánica por fotosíntesis. Dicha reacción [ CO2 + H2O -> C6H12O6 + O2 ] produce material orgánico a partir de inorgánico, elimina el dióxido de carbono y produce oxígeno. Es decir, limpia el aire contaminado, purifica el agua y genera alimento. No se puede pedir más.

Obviamente, para este proceso se requieren organismos biológicos fotosintéticos: plantas superiores y microorganismos. La Federación Europea de Biotecnología define esta ciencia como "la integración de las ciencias de la vida y las ciencias de la ingeniería para conseguir la aplicación de organismos, células, partes de la célula y moléculas análogas, a la producción de bienes y servicios". El problema de la aplicación de la biotecnología a la supervivencia en el espacio es que el uso de seres vivos despierta recelos. Hay miedo a que "fallen" y, curiosamente, se confía más en las máquinas.

La singularidad de MELiSSA, un ecosistema artificial cerrado con cinco etapas, radica en el gran protagonismo de los microorganismos, pese al supuesto riesgo que conlleva confiar en elementos biológicos. También recurre a métodos físico químicos.

El Micro-Ecological Life Support System Alternative o Alternativa para un Sistema de Soporte de Vida Micro-Ecológico, es un proyecto que la Agencia Espacial Europea (ESA) inició en 1989 con la participación de varios institutos de investigación internacionales. Uno de ellos es la Universitat Autònoma de Barcelona (España), donde se encuentra la Planta Piloto del proyecto, que tiene como objetivo demostrar la eficacia del lazo para producir el 100% del oxigeno y el 20% del alimento requeridos por un ser humano, utilizando el 100% de los desechos orgánicos y del CO2 generados por él, así como los restos no comestibles producidos por el lazo.

Inspirado en un ecosistema acuático, MELiSSA utiliza microorganismos y plantas superiores para producir el alimento, el agua y el oxígeno a partir de los desechos (heces y orina), del CO2 y de los minerales. Sus cinco compartimentos están ocupados, respectivamente, por bacterias termofílicas anoxigénicas, bacterias fotoheterotróficas, bacterias nitrificantes, bacterias fotosintéticas, plantas superiores y la tripulación (actualmente formada por ratones).

Veamos cómo funciona este bucle:

- La tripulación produce desechos sólidos, líquidos y gaseosos.

- Las bacterias termofílicas anoxigénicas transforman los desechos sólidos y líquidos en dióxido de carbono, ácidos grasos volátiles y amoníaco (es la etapa limitante).

- Las bacterias fotoheterotróficas convierten en biomasa los ácidos grasos volátiles y parte del amoníaco.

- Las bacterias nitrificantes pasan parte del amoníaco a nitrato (en función de si se requiere nitrógeno fácilmente asimilable para la fotosíntesis).

- Las bacterias fotosintéticas y las plantas superiores generan alimento, agua potable y oxígeno a partir de dióxido de carbono, agua y minerales.

Las etapas fotosintética y fotoheterótrofa precisan energía luminosa (solar o artificial), por lo que deben recibir radiación en el rango del visible. El microorganismo fotosintético escogido ha sido la Spirulina platensis que es, como el resto de las cianobacterias, muy eficiente en la fotosíntesis, y además comestible. Las plantas superiores seleccionadas para producir en invernaderos otro tipo de alimento son las siguientes: trigo, lechuga, remolacha, tomate, arroz, cebolla, soja, patata y espinaca.

En la Planta Piloto en Barcelona se integran las distintas partes del lazo, desarrolladas en otros centros, para comprobar su funcionamiento en conjunto, al menos en la Tierra. Paralelamente, se están realizando estudios con el fin de analizar las limitaciones que podrían aparecer por el hecho de estar en el espacio. No se sabe todavía cómo los organismos utilizados responderán a la radiación, la microgravedad, el magnetismo… Para averiguarlo, hay experimentos que estudian sus efectos sobre muestras de microorganismos en vuelo o en la ISS.

Hay todavía muchas incógnitas. Las misiones espaciales tripuladas de larga duración, como el viaje a Marte, tendrán que esperar. A ver qué cuenta MELiSSA, y otros proyectos similares, en los próximos años.